[发明专利]用于具有增强的湿破裂强度的过滤器介质的水性组合物

说明书

发明领域

本发明涉及一种用于处理纤维质底材例如纸的无甲醛水性组合物。

发明背景

空气过滤器介质由片状纤维素材料如纤维网或纸制成。在制造过滤器介质前，纤维素材料必须用聚合物组合物处理以获得有效性能，例如高拉伸强度、高湿破裂强度和高干破裂强度等。在不利条件如高温和/或高湿下储存后特别期望良好的过滤性能。处理包括用聚合物组合物浸渍(或浸透)纤维素材料或者涂布该材料的一侧或两侧，以及在高温下固化组合物。

许多常规的聚合物组合物包含甲醛或生成甲醛的组分。在固化反应期间，甲醛从组合物中挥发并进入周围环境，这是从事制造过滤器介质工程的人所不期望的，并且还对环境以及过滤器最终用户有害。因此，人们已经努力开发无甲醛粘合剂组合物以消除有害甲醛的排放。

然而，目前仍然亟需显示增强性能的水性无甲醛组合物，所述性能包括高粘合强度，尤其是高湿破裂强度，以及低吸水性。

发明概述

一方面，本发明涉及一种包含水性硅烷功能聚合物和聚酰胺表氯醇加合物的水性组合物。水性硅烷功能聚合物包含至少一种第一烯键式不饱和单体与至少一种第二烯键式不饱和单体的反应产物。第一烯键式不饱和单体不包含氧化硅烷官能团，而第二烯键式不饱和单体包含氧化硅烷官能团。

水性组合物基本不含(即含量低于百万分之100(ppm))甲醛，并且优选不含甲醛。

基于根据干破裂强度测试方法测试的干破裂强度，水性组合物固化后在约20％干加重率时显示高于约30％的湿保留率。干加重率是以经处理底材的重量计经处理底材上干燥组合物的量。经处理底材是与组合物接触，然后被干燥和固化的底材。

另一方面，发明涉及一种处理底材的方法，其包括使底材与上述水性组合物接触。

在一个实施方案中，所述方法还包括在约210°F-约400°F，优选约300°F-约400°F的温度下干燥/固化该水性组合物。

在一个实施方案中，底材为纤维素材料。所述纤维素材料包括由纤维素纤维、聚酯纤维、玻璃纤维纤维，或其组合制成的材料。

在一个实施方案中，底材为纸。

另一方面，本发明涉及一种加强纤维质底材的方法，其包括使纤维质底材与上述水性组合物接触，并固化该组合物。

在一个实施方案中，底材为纸。

另一方面，本发明涉及一种物品，其包括用上述本发明水性组合物处理的底材。

在一个实施方案中，底材为过滤器介质。

在一个实施方案中，底材为滤纸。

在一个实施方案中，基于根据干破裂强度测试方法测试的干破裂强度，底材固化后在约20％干加重率时显示高于约30％的湿保留率。

在一个实施方案中，物品为过滤器。

在一个实施方案中，物品为空气过滤器。

另一方面，发明涉及一种过滤含颗粒流体的方法。该方法包括使含颗粒流体经过上述的本发明物品以将颗粒与流体分离。

在一个实施方案中，流体是空气。

水性组合物可以作为单组分配制剂提供，特别是可以用于处理和/或加强纤维素材料或底材。在某些实施方案中，水性组合物非常适合应用于制造过滤器介质，所述过滤器介质可以被构成为显示高湿破裂强度以及高刚度和低纸褪色性。

本发明的其它特征在下文的本发明优选实施方案说明和权利要求中显而易见。

发明详述

本发明的水性组合物包含水性硅烷功能聚合物和聚酰胺表氯醇加合物。

水性硅烷功能聚合物是水分散性的。其可通过自由基乳液聚合方法获得。水性硅烷功能聚合物能够为分散体、乳液、胶乳或悬浮液的形式。短语“硅烷功能聚合物”是指在聚合物主链上包含氧化硅烷结构部分的聚合物。

水性硅烷功能聚合物衍生自包含至少一种第一烯键式不饱和单体和至少一种第二烯键式不饱和单体的单体。在某些实施方案中，硅烷功能聚合物衍生自包含多于一种第一烯键式不饱和单体和/或多于一种第二烯键式不饱和单体的单体。烯键式不饱和单体是包含至少一个碳-碳双键如α，β-不饱和羰基、乙烯基或烯丙基的化合物。